[비즈한국] Peran reaktor nuklir kini meluas melampaui produksi listrik hingga mencakup pasokan panas untuk proses industri. Baru-baru ini, Tiongkok telah memulai proyek untuk mengintegrasikan reaktor suhu tinggi berpendingin gas (HTGR), reaktor nuklir generasi ke-4 pertama di dunia, dengan kawasan industri skala besar. Langkah ini membuat Tiongkok tampak selangkah lebih maju dalam persaingan dekarbonisasi industri padat energi seperti petrokimia dan baja. Di sisi lain, Korea Selatan kini baru memasuki tahap kerja sama pemerintah-swasta dan harus mengejar ketertinggalan.
Tiongkok Memulai Pembangunan Reaktor Suhu Tinggi Industri Pertama di Dunia
Pada 16 Januari, China National Nuclear Corporation (CNNC) memulai pengecoran beton untuk ‘Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir dan Panas Xuwei’ di Kota Lianyungang, Provinsi Jiangsu. Proyek ini merupakan bentuk hibrida yang menggabungkan dua unit reaktor air bertekan (PWR) generasi ke-3 yang dirancang sendiri oleh Tiongkok, yaitu ‘Hualong One’, dengan satu unit reaktor suhu tinggi berpendingin gas (HTGR) generasi ke-4. Ini akan menjadi pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia yang menggabungkan PWR dan HTGR, sekaligus menjadi contoh pertama komersialisasi teknologi reaktor generasi ke-4 untuk skala industri.
Inti dari proyek ini adalah mengubah panas yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga nuklir langsung menjadi uap untuk keperluan industri, yang kemudian dipasok ke kompleks petrokimia Xuwei di dekatnya. Panas yang dihasilkan oleh Hualong One digunakan untuk membuat uap tahap pertama, yang kemudian dipanaskan kembali oleh HTGR untuk menghasilkan uap bersuhu sangat tinggi di atas 700 derajat Celcius. Setelah selesai, proyek ini akan menghasilkan 32,5 juta ton uap industri dan lebih dari 11,5 miliar kWh listrik setiap tahunnya. CNNC menyatakan bahwa hal ini akan mengurangi konsumsi batu bara sebanyak 7,26 juta ton per tahun dan menekan emisi karbon dioksida sebesar 19,6 juta ton.
Sumber Panas Baru untuk Industri Petrokimia dan Baja
HTGR adalah reaktor generasi berikutnya yang menggunakan gas helium sebagai pendingin dan grafit sebagai moderator, alih-alih air. Industri petrokimia dan baja menggunakan energi panas dalam jumlah besar dalam proses produksinya. Namun, reaktor konvensional memiliki keterbatasan karena suhu uap yang dapat dihasilkan relatif rendah. HTGR memiliki nilai tinggi sebagai sumber panas industri karena mampu menghasilkan panas bersuhu sangat tinggi mulai dari 700 derajat hingga mencapai 950 derajat Celcius.
Dalam industri petrokimia, panas ini utamanya digunakan untuk proses Naptha Cracking Center (NCC). Untuk mendekomposisi naptha menjadi etilena, propilena, dan lainnya, diperlukan suhu tinggi di atas 800 derajat Celcius. Jika HTGR dapat memasok panas ini, emisi karbon yang dihasilkan dari proses tersebut dapat dihilangkan dari sumbernya. Pada 28 Januari, dalam ‘Seminar Pemanfaatan HTGR untuk Kebangkitan Industri Petrokimia’ yang diadakan di Kamar Dagang Yeosu oleh anggota parlemen Partai Demokrat, Joo Chul-hyun, Park In-chul, direktur eksekutif Lotte Chemical011170 menyatakan, “Saat ini biaya energi mencapai sekitar 20% dari total pendapatan.” Industri petrokimia berharap jika sumber panas ini dapat digantikan oleh HTGR, mereka tidak hanya bisa mengurangi karbon tetapi juga meningkatkan efisiensi ekonomi proses produksi.
Industri baja juga memiliki tingkat pemanfaatan yang tinggi. ‘Hydrogen Reduction Steelmaking (HyREX)’, yang dianggap sebagai inti dari netralitas karbon, menggunakan hidrogen sebagai agen pereduksi alih-alih batu bara. Dalam hal ini, reaksi antara hidrogen dan bijih besi memerlukan suhu tinggi di atas 800 derajat Celcius, dan panas dari HTGR juga penting dalam proses produksi hidrogen bersih dalam jumlah besar melalui dekomposisi termokimia air.
Posco E&C menyatakan, “Mempertimbangkan kondisi perluasan energi terbarukan di dalam negeri dan kemungkinan impor hidrogen dari luar negeri secara komprehensif, kami pikir strategi yang menyertakan tenaga nuklir adalah alternatif yang realistis. HTGR dinilai sebagai teknologi yang dapat digunakan untuk produksi hidrogen bersih dalam jumlah besar secara stabil, melalui elektrolisis suhu tinggi dan cracking amonia, karena mampu memanfaatkan panas bersuhu tinggi di atas 750 derajat Celcius dan listrik bebas karbon secara bersamaan.”
Latar belakang mengapa HTGR dapat dibangun di dekat kawasan industri adalah tingkat keamanannya yang luar biasa dibandingkan reaktor generasi sebelumnya. Bahan bakar nuklir partikel berlapis yang disebut ‘TRISO’ yang digunakan dalam HTGR menggunakan tiga lapisan pelapis keramik yang dapat mengunci zat radioaktif dengan sempurna bahkan dalam situasi ekstrem di atas 1.600 derajat Celcius.
Selain itu, helium sebagai pendingin adalah gas inert yang secara kimiawi stabil sehingga tidak ada risiko ledakan. Bahkan jika fungsi pendinginan hilang akibat kecelakaan, suhu akan meningkat sangat lambat berkat kapasitas panas yang tinggi dari moderator grafit. Meskipun terjadi kecelakaan, risiko lelehnya teras reaktor praktis tidak ada karena reaktor dapat mendingin secara alami melalui radiasi panas atau konduksi panas di udara tanpa memerlukan perangkat pendingin atau sumber listrik eksternal. Berkat tingkat keamanan yang tinggi ini, HTGR dinilai sebagai reaktor yang paling optimal untuk dibangun di dekat kawasan industri guna menyalurkan panas secara langsung.
Korea Selatan Masih Memiliki Jalan Panjang
Berbeda dengan Tiongkok yang telah memasuki tahap komersialisasi, Korea Selatan masih berada dalam tahap penelitian dan pengembangan awal. Kementerian Sains dan ICT mulai mengerjakan pengembangan HTGR sejak tahun 2024 yang melibatkan Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) serta perusahaan swasta seperti Posco E&C, Daewoo E&C047040, Smart Power, SK Ecoplant, dan Lotte Chemical. Desain dasar mulai dikerjakan sejak Januari, dan ke depannya mereka berencana untuk melanjutkan ke tahap pembangunan dan pengoperasian reaktor percontohan setelah melalui studi kelayakan awal.
Pihak Lotte Chemical mengatakan, “HTGR saat ini masih dalam tahap awal penelitian dan pengembangan, dan kami sedang meninjau pemanfaatannya untuk pengurangan karbon dengan menggantikan sumber panas yang digunakan dalam proses produksi.”
Pengembangan HTGR di Korea Selatan menargetkan tahap pembuktian dan komersialisasi pada pertengahan tahun 2030-an. Seorang pejabat industri petrokimia mengatakan, “Tiongkok sudah memulai pembangunan dan konsorsium X-energy dari Amerika Serikat juga telah mengajukan izin pemasangan HTGR di pabrik Dow Chemical. Korea Selatan berada dalam posisi tertinggal dan harus segera mempercepat laju.”